三合一实验指导书.doc

三合一实验指导书陈燕辉 吴伟民 张美新 编写福建水利电力职业技术学院2005 年 5 月一、水击实验（一）实验目的：1、通过实验，加强学生对水击现象的发生条件，水击传播过程及水击压力的变化理解，增强水击的感性认识，巩固加深课堂所学的水击基本概念和基本理论。2、了解水击压力的量测和量测的仪器设备。（二）实验要求：1、当水流为稳定流态时，量测稳定流量QG，量测沿管道分布的压力值，确定管道的总水头线和测压管水头。2、按给定的启用规律，启动变速自动控制装置在有压引水系统中形成水击，通过测压管观看水击压力变化情况，通过量测系统显示，打印出管道各测点的水击压力值，绘制水击压力沿程分布过程线，并观测有无出现真空现象。（三）实验设备：实验设备由一套可升降的钢板水库，平水槽及其升降装置，管径20CM的引水钢管，变速自动控制装置，蝶阀，微型水轮发电机组，三角堰 量水设备的有压系统组成；量测系统设备包括测压管，压力传感 器SC_10B信号调理器，NOBF003电动机，微处理器，终端显示器，打印机，微型计算机等组成。（四）实验步骤；1、泵房上水，开启进水阀门，让水流入钢板水库，在平水槽溢流后，方可开启管道 进水阀门，让压力水管充水运行，待水流稳定后，读出三角堰上水位，读出沿管路分布的5个测压管水头，用量测设备测定的沿管道 3个断面水压力。2、控制台操作、1）电源部份:给各备通电。顺序依次为8031电源箱， 显示器电源， 系统电源和打印电源。2）检查机内所传感器率定值与所存档是否相称： a）传量测控制系统面的按键弹起，按量测RESET； b）TP805的A，采集扭子开关扳向上， 长键； C）E键入3E80H，RETWR，检查数据是相与下相符；如显示061E，6198，OEF，326F，090E，990F，OECB，OOA1则相符；如不相符M，键入3WBOH修改，返回长键 。3）采集扭子开关楹向下，按一下量测RWIUR在TP850键B，A，置数按下，键入采时间与采集速率，例0100，0020表示采集时间10S，20次/s，采集率只能是5，10，20，30.100，200。长键。TP850返回初始状态。4）阀控按扭按下CRETUR键入运行时间值，例0050表示5.0s长键 ，键入速度码0300，此码应大于0028，长键，观察正向反向指示灯，方向指示灯与要运行的方向一致，采集扭子开关扳向上，A键!表示阀门开启（正向），B阀门关闭（反向）C结束回初始状态，采集扭子开关同上。此时数据采集完毕，立即按一下测量RESET。5）取数操作:a）DA，送数按扭按下视取哪一组数据，请按1或（2、3、4!），长键b）屏幕显示：FD键入4000H；屏显某一组物理量， 例水柱等， 按一下长键， 看一区。TP805RRESETF返回初始状态。C）打印数据：FP *RETURF!打印机打印数据RESET返回初始状态。D）打印图形：D *RETUR屏幕显示一幅过程线。如打印执行长键RETUR 看下一幅，长键，再打印，数据完毕后RETURTP805复原。注：其中表示按某键，*号可用1、2、3、4代入。（五）实验观测记录表水击实验观测记录表库水位（m）3.202.80阀水启闭工况阀门全开调压井封闭100%弃负荷启用调压井100%弃负荷阀门全开调压井封闭50%增荷调压井开启50%增荷阀门启闭时间（s)4.06.08.04.06.08.04.06.08.04.06.08.0三角堰水位（m）流量m_3/s测压点1水头正常m最大m最小m测压点2水头正常m最大m最小m测压点3水头正常m最大m最小m测压点4水头正常m最大m最小m测压点5水头正常m最大m最小m测压井水头正常m最大m最小m（六），实验成果分析与计算；1、实验中所用的基本数据(1)管道直径d=20CM(2)水击波传播a=1242m/s(3)三角堰零点标高：-0.35，堰上水深H=测量读数-0.35， 流量分式：Q=0.014H25，式中Q -流量(L/s)，H- 堰上不深(cm)(4)有机玻璃输水糙率n=0.0087，钢管糙率n=0.01252、发生水击时，通过量测系统和测压管获得的实验成果描述所发生的水击现象。3、根椐实验测出的流速Vo和水头Ho判断管道 水击类型。二、调压室实验 （一）实验步骤 1、开启阀门，在管道中发生正水击， 量测调压室中最低水位和最高水位， 同时从显示屏和直接观测水位波动过程，并打印该实验成果。 2、开启阀门，在管道中发生负水击， 量测调压室中最低水位和最高水位， 同时从显示屏和直接观测水位波动过程，并打印该实验成果。 3、 对1，2步骤再重做一次。 4、调压室变为差动式，重复上述实验步骤并观测记录实验成果。（二）实验记录调压室水位波动实验记录 （三）实验成果分析与计算库水位3.202.80阀门开启工况阀门全开100弃负荷时阀门开启50增荷时阀门开启时间（s）4.06.08.04.06.08.0三角堰水位(m)流量（m_3/s）圆筒调压室水位稳定m最高m最低m波动衰减时间（s）差动调压室水位正常m最高m最低m波动衰减时间（s）1、实验基本数据（1）、调压室：圆筒内径0.40m， 升管内径0.20m，连接短管处高程2.40m，其佘尺寸见图1-1，图1-2。（2）、引水系统和量测系统实验所需数据在水击实验一节已有介绍。2、发生水击时，描述调压室中管道测压点所发生的水力现象，观察水位变化的先后时间差即波动衰减时间。 3、用解析法或图解法计算调压室最低涌浪，并与实验值进行对比比较。三、水轮机演示实验（一）实验目的：通过实验，增加水能转变为旋转机械直至电能的感性知识。 （二）实验内容和要求： 1、 要求使学生能直观地看到水能 电能 旋转机械能，发电机发出的电能应使灯泡发亮或负载箱工作。2、 通过调速装置调节进入水轮机转轮的流量，产生出力的差异， 造成灯泡亮度不同，定性直观地反映出力和流量关系。（三）实验设备；和水击实验同用一套设备以及微型水轮发电机组一套， 微型水轮发电机组型号为；WS-100，灯泡4个，功率4 X 200W，负载箱一个。（四）实验演算步骤；1、泵房上水，开启进水阀，待平水槽溢流稳定保持3.20m 库水位时，开启进入钢管水阀，待钢管充水稳定后，启